문맥 (context)
본 발명은 레지스트 패턴 인쇄방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세패턴의 불량이 없는 레지스트 패턴 인쇄장치에 관한 것이다.
액정표시소자(Liquid Crystal Display Device)와 같은 평판표시소자에서는 각각의 화소에 박막트랜지스터와 같은 소자가 구비되어 평판표시소자를 구동하게 된다. 그런데, 액정표시소자와 같은 평판표시소자에 있어서 레지스트 패턴 형성 공정은 제조된 소자의 성능에 크게 영향을 미치는 중요한 공정이다. 이에 따라 최근에는 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 연구가 진행되고 있는데, 특히 미세금속패턴을 형성하여 소자의 성능을 향상시키고자 하는 다양한 시도가 전개되고 있다.
현재까지 가장 일반적인 레지스트 패턴 형성 공정은 감광성물질인 PR(photoresist)을 도포한 후 마스크를 사용하여 노광하고 현상하는 방식을 사용하고 있으나, 이는 공정이 지나치게 복잡할 뿐만 아니라 복수개의 패턴이 형성되는 소자의 경우에는 각 패턴을 형성하기 위해서 각각의 공정이 수행되어야 하기 때문에 제조비용이 상승하여 바람직하지 않다.
따라서, 최근에는 인쇄방법을 이용하여 레지스트 패턴을 형성하는 방법이 제안된 바 있는데, 도 1a 내지 도 1d에 이러한 과정이 도시되어 있다.
도 1a ~ 1d는 레지스트 패턴 형성방법을 도시한 것으로, 역 오프셋(reverse offset) 방식을 이용하여 패턴을 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 전사롤러(31)의 외주면을 따라 밀착되도록 형성되어 있는 인쇄용 블랑켓(blanket : 30)의 외주면을 따라 레지스트(32)를 코팅한다.
이어서, 도 1b에 도시한 바와 같이, 레지스트(32)가 코팅되어 있는 인쇄용 블랑켓(30)을 인쇄용테이블(40) 상에 놓여 있는 클리체(cliche : 20)의 상면으로 회전시킨다.
이때, 상기 클리체(20)에는 기판 위에 형성하고자 하는 패턴에 대응하도록 특정 위치에 다수의 홈(22)이 형성되어 있다. 따라서, 클리체(20)의 홈(22)과 홈(22) 사이에는 돌출 패턴(24)이 구비되어 일종의 요철 형상을 이루고 있다.
상기 레지스트(32)가 코팅되어 있는 인쇄용 블랑켓(30)이 요철 형상의 클리체(20)의 표면에 접촉하도록 회전하게 되면, 클리체(20)에 형성된 다수의 홈(22) 사이에 구비된 돌출 패턴(24)과 접촉하는 레지스트(32)의 경우, 인쇄용 블랑켓(30)에 비하여 부착력이 양호한 돌출 패턴(24)으로 전사되며, 상기 레지스트(32)는 클리체(20)에 형성된 홈(22)과는 접촉하지 않기 때문에 이 부분의 레지스트(32)는 그대로 인쇄용 블랑켓(30)의 외주면에 잔존하여 전사 패턴(34)을 이룬다.
이에 따라, 인쇄용 블랑켓(30)의 외주면을 따라 코팅되었던 레지스트(32) 중에서 클리체(20)의 돌출 패턴(24)과 접촉하고 있던 부분의 레지스트(32)는 제거되고, 홈(22) 부분에 대응하는 다수의 전사 패턴(34)을 형성하게 된다.
이어서, 다수의 전사 패턴(34)이 형성되어 있는 인쇄용 블랑켓(30)을 기판(10)의 전면에 형성된 피처리층(11)의 표면과 접촉시킨 상태에서 회전시키면, 도 1c에 도시된 것과 같이 인쇄용 블랑켓(30)에 일정하게 형성된 전사 패턴(34)이 피처리층(11)의 표면으로 전사된다. 이와 같이 피처리층(11)의 표면으로 전사된 전사 패턴(34)을 UV 등으로 조사하여 경화처리하면, 도 1d에 도시된 것과 같이, 피처리층(11)의 전면에는 일정한 레지스트 패턴(34a)이 형성된다.
이때, 전사롤러(31)의 외주면을 따라 밀착되도록 형성되어 있는 인쇄용 블랑켓(30)은 일정 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무재질로 구성하는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 인쇄용 블랑켓(30)에 전사 패턴(34)을 형성하는 과정에서, 인쇄용 블랑켓(30)의 외주면을 따라 코팅되었던 레지스트(32)가 클리체(20)에 형성된 홈(22)과 접촉하지 않아야 함에도 불구하고 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 레지스트(32)가 클리체(20)에 형성된 홈(22)의 바닥면과 일부 접촉되어 홈(22) 바닥에 레지스트(32)가 전사되거나 또는, 도 2b에 도시한 바와 같이 레지스트(32)가 상기 클리체(20)의 홈(22)의 모서리와 접촉되면서, 레지스트 일부가 홈(22)의 측면을 타고 홈(22) 내부로 흘러내리게 된다.
이로 인하여, 상기 인쇄용 블랑켓(30)의 외주면에 형성되는 전사 패턴(34)의형태가 완전치 못한 형태로 형성되므로 이는, 도 2c에 도시한 바와 같이, 기판(도 2b의 10)의 피처리층(도 2b의 11)으로 전사되는 전사 패턴(34) 역시 패턴(34)의 일부가 뜯겨진 형태로 구성되는 패턴 불량이 발생하게 되는 문제를 야기하게 된다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
역 오프셋(reverse offset) 방식을 이용한 레지스트 패턴 형성 과정에서 클리체(20)의 돌출 패턴(24)과 레지스트(32)가 접촉할 때 발생하는 현상과 그 결과로 형성되는 패턴은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation클리체의 돌출 패턴과 레지스트 사이의 접촉에 따른 물리적 현상과 그로 인해 생성되는 결과물을 파악해야 한다.
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2정보 추출
information_extraction클리체의 구성 요소인 홈(22)과 돌출 패턴(24)의 관계 및 레지스트(32)와의 상호작용 정보를 추출한다.
- 클리체(20)에는 기판 위에 형성하고자 하는 패턴에 대응하도록 특정 위치에 다수의 홈(22)이 형성되어 있다.
- 클리체(20)의 홈(22)과 홈(22) 사이에는 돌출 패턴(24)이 구비되어 일종의 요철 형상을 이루고 있다.
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3근거 선택
evidence_selection돌출 패턴과 레지스트가 접촉했을 때의 구체적인 전사 메커니즘을 선별한다.
- 클리체(20)에 형성된 다수의 홈(22) 사이에 구비된 돌출 패턴(24)과 접촉하는 레지스트(32)의 경우, 인쇄용 블랑켓(30)에 비하여 부착력이 양호한 돌출 패턴(24)으로 전사되며
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4논리 통합
logical_integration돌출 패턴으로 전사되는 현상과 홈 부분에 레지스트가 잔존하여 패턴을 형성하는 과정을 통합한다.
- 상기 레지스트(32)는 클리체(20)에 형성된 홈(22)과는 접촉하지 않기 때문에 이 부분의 레지스트(32)는 그대로 인쇄용 블랑켓(30)의 외주면에 잔존하여 전사 패턴(34)을 이룬다.
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5결론 도출
conclusion_formulation접촉 시 레지스트가 돌출 패턴으로 전사되고, 홈 부분은 블랑켓에 잔존하여 전사 패턴을 형성한다는 결론을 도출한다.
- 클리체(20)의 돌출 패턴(24)과 접촉하고 있던 부분의 레지스트(32)는 제거되고, 홈(22) 부분에 대응하는 다수의 전사 패턴(34)을 형성하게 된다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 요구된 현상(전사)과 결과(전사 패턴 형성)를 포함하여 답변을 작성한다.
- 돌출 패턴(24)으로 전사되며
- 홈(22) 부분에 대응하는 다수의 전사 패턴(34)을 형성하게 된다.
최종 답변 (final_answer)
클리체의 돌출 패턴(24)과 접촉하는 레지스트(32)는 인쇄용 블랑켓(30)에 비해 부착력이 양호한 돌출 패턴(24)으로 전사된다. 반면, 클리체의 홈(22)과는 접촉하지 않는 레지스트(32)는 인쇄용 블랑켓(30)의 외주면에 그대로 잔존하여 홈 부분에 대응하는 다수의 전사 패턴(34)을 형성한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
클리체의 요철 구조는 레지스트의 부착력 차이를 유도하여 인쇄용 블랑켓에 특정 전사 패턴을 형성한다.